摘要：先进航空发动机性能的提升对整机结构轻量化提出更高要求，树脂基复合材料是实现航空发动机轻量化的关键材料之一。近年来，北京航空材料研究院聚焦航空发动机冷端部件应用的需求，系统研发了航空发动机高韧性环氧树脂、耐高温高韧性双马树脂、耐高温聚酰亚胺树脂以及高韧性热塑性树脂基复合材料。本文在总结国外航空发动机用树脂基复合材料进展概况、航空发动机发展对树脂基复合材料的要求的基础上，以北京航空材料研究院相关研制进展为代表，介绍国内航空发动机用树脂基复合材料研发和应用方面的主要进展，并提出航空发动机用树脂基复合材料未来发展趋势和重点。总体来讲，国内航空发动机用树脂基复合材料在耐高温性能、抗冲击性能、结构功能一体化、整体制造技术等方面取得突破，并实现在航空发动机风扇叶片、包容机匣、外涵机匣等的批量应用。面向未来航空发动机需求，树脂基复合材料将向耐高温化、高韧化、结构整体化、工艺自动化与智能化、全寿命周期低成本化等方向不断聚焦。

摘要：航空装备材料对安全性与可靠性要求极高，而疲劳性能是其核心性能指标之一。传统的疲劳预测方法依赖大量实验，成本高、周期长，难以满足现代航空工程对高效、精准评估的需求。近年来，机器学习在航空材料疲劳寿命预测中展现出显著潜力。本工作系统综述该领域研究进展，重点涵盖主流模型与建模流程，梳理纯数据驱动方法与融合物理机制方法的核心思路与关键成果，聚焦物理信息嵌入对提升模型精度、可信度与可解释性方面的作用，并评述数据层面、复杂失效机制的信息挖掘不足、模型可解释性与工程应用信任度不足和复杂工况适应性不足的局限性，未来需重点突破构建标准化、高可信度的疲劳数据集，建立面向任务的物理知识自动融合机制，推动面向复杂工况和结构件层级疲劳预测等研究方向。

摘要：热障涂层（thermal barrier coating, TBC）是降低航空发动机、燃气轮机热端部件表面温度的关键技术。随着发动机服役温度升高，TBC工作环境更加恶劣，传统的Y2O3部分稳定ZrO2（yttria partially stabilized zirconia, YSZ）TBC 面临着相变、高温烧结、环境沉积物（CMAS）腐蚀等严重问题，服役寿命大幅下降，严重威胁发动机安全运行，急需开发新型TBC 材料。随着计算材料学和机器学习技术的发展，传统上依靠实验来寻找新型TBC 材料的方法逐渐被理论计算所取代。第一性原理作为一种有效分析方法，能够大幅度降低新材料的研发周期与成本，对新型TBC材料的开发起到极大推进作用。利用第一性原理计算可以预测TBC材料的热物理性能、力学性能以及TBC在复杂服役环境下的稳定性。本文总结了第一性原理在新型TBC材料开发、涂层CMAS腐蚀行为和机理研究方面的应用进展，并对第一性原理在TBC 研究领域的发展前景进行展望。

摘要：复杂等离子体是由电离气体与介观颗粒组成的一种复杂系统，作为软物质的等离子体态，在基础物理与应用研究方面具有重要的意义与价值，也一直是空间站微重力实验的重要组成部分。讨论了复杂等离子体的基本性质，着重描述了颗粒充电机制与测量方法，分析了颗粒相互作用原理与外场受力情况。介绍了和平号空间站与国际空间站4 代实验载荷的技术特点，涵盖颗粒光致带电以及直流与射频等离子体放电，综述了6 个具有代表性的研究课题，包括电荷诱导颗粒凝结、三维结晶与熔化、双分散复杂等离子体相分离、电流变效应与链结构自组织、放电极性反转诱发尘埃声波与频率同步现象、颗粒流驱动流体涡旋，并结合实验室匹配研究进行了对比分析。最后，介绍了未来国际空间站与中国空间站实验载荷的初步设计方案与主要功能。

摘要：空间微重力环境能够消除因重力所引发的浮力对流、器壁效应等干扰因素，为材料科学研究提供了独特的实验条件。为探究空间环境下材料制备的新规律，研发在地面难以获取的高性能新材料，回顾了自2022 年中国空间站梦天实验舱高温材料科学实验柜入轨以来，利用该实验柜开展的19 项空间材料科学实验的整体进展情况。同时，着重介绍了拓扑超导单晶制备、多元半导体合金生长、柔性半导体晶体制备、铁基超导材料制造、铝硅合金凝固、杂质偏析机理研究6 项代表性项目的研究成果。研究显示，微重力环境能够有效促进材料组分均匀性、晶体完整性、结晶质量以及掺杂浓度等方面的提升，进而改善材料性能，相关成果为空间材料科学研究及未来的空间原位制造提供了重要的实验依据和理论支撑。

摘要:中国空间站（China Space Station，CSS）无容器材料实验柜（containerless materials rack，CMR）于2021 年成功在轨运行，是当前国际先进的空间材料实验平台。综述了CMR 的技术创新、运控体系与重要科学成果。在技术方面， CMR 采用半导体激光与CO2 激光耦合加热，静电位置控制精度±0.1 mm，真空度优于10−4 Pa，可提供最高3 个大气压的加压环境，单盒可容纳29 颗样品，材料适用范围涵盖导电金属与非导电的氧化物、玻璃、半导体等多种体系。CMR 已开展22 个科学实验项目，累计完成1005 颗样品的在轨实验，在轨实测最高加热温度达3100℃ 以上。在难熔合金、金属功能材料、生物活性玻璃和行星科学模拟物等领域，精确测定了多种合金熔体在深过冷状态下的密度、黏度、表面张力等热物性参数，揭示了表面波−涡旋复合组织、共晶解耦、液−液相分离、偏晶相选择凝固和单晶定向生长等微重力独有的凝固机制；制备了结构均匀的高活性Ca−Ti−Si 生物活性玻璃；首次实现了陨石球粒与富钙铝难熔包体（calcium−aluminum−rich inclusions，CAI）的空间凝固模拟，揭示了硅扩散受限主导的星云矿物演化机制。研究结果表明，CMR 的成功研制与高效运行使中国空间材料科学实验能力达到或超越国际先进水平，为新材料研发、地面工艺优化以及深空探测的就地资源利用（in−situ resource utilization，ISRU）奠定了坚实的科学和技术基础。

摘要：发展低空航空器是推动低空经济发展和交通变革的核心环节。动力电池管理系统作为低空航空器能源系统的核心，直接决定了低空航空器的安全边界与商业化前景。在深入分析低空航空器动力电池系统严苛的性能要求、适航认证标准及运营约束的基础上，系统梳理了动力电池管理系统的物理架构演进，重点阐述了状态估计、故障诊断与健康管理等核心功能的技术现状。针对高倍率放电、极端温域运行和全生命周期安全等关键挑战，分析了人工智能、无线传输和云边协同等前沿技术在动力电池管理系统中的应用潜力与发展趋势，并探讨了其向高度智能化、集成化和主动安全防御方向的演进路径。旨在为低空航空器动力电池管理系统的技术创新和工程应用提供理论参考，支撑低空经济产业的可持续发展。

摘要：调控高压燃烧性能、降低燃速压强指数是国内外研究NEPE推进剂的热点方向，但是国外关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究较少。本文简要综述了NEPE推进剂燃烧模型方面的研究进展，并且从黏合体系、氧化剂、硝胺炸药、铝粉、燃烧性能调节剂等五个方面总结了国内学者与本文作者团队关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究结果。在高压下，NEPE推进剂的燃速压强关系出现拐点，主要与氧化剂与硝胺炸药以及铝粉之间的反应有关。本文列举了几类广泛应用于NEPE推进剂中的燃烧性能调节剂，研究新型燃烧性能调节剂或者通过纳米化、复配、负载等手段增强燃烧性能调节剂的效果是调控NEPE推进剂高压燃烧性能的有效手段。

摘要：聚焦于兼具负泊松比效应与高拉伸性能的剪纸超材料，采用试验与数值模拟相结合的方法开展研究。通过HyperMesh 建立参数化模型，利用Ls-Dyna 进行有限元仿真，结合选择性激光烧结技术（SLS）制备尼龙PA2200 试件，开展准静态拉伸试验，系统探究其力学行为及调控机制。研究表明单胞几何参数（级数、空隙宽度）对其力学性能具有显著调控作用，三级结构（N3）相比于一级结构（N1）拉伸性能提升了413%，最大负泊松比达−0. 25；空隙宽度减小可使负泊松比效应提升38%。材料呈现独特“勺型”泊松比演化规律，高级数结构（N2、N3）的负泊松比效应可维持超100% 应变范围。将设计拓展至三维管状结构，发现其具有渐进强化-平缓失效等变形模式。本研究为可编程负泊松比高拉伸超材料的开发提供了理论与试验依据，在柔性电子、航空航天等领域具有重要应用潜力。

摘要：介绍了航空发动机结构可靠性评估与设计的研究现状，分别从航空发动机结构可靠性设计流程、可靠性指标分析、不确定性来源及表征、可靠性度量方法、结构可靠性分析方法及结构可靠性优化设计方法等方面探讨了现有研究的进展、挑战以及发展趋势。航空发动机结构可靠性设计方法应用于工程实践仍存在一定挑战，在多源不确定性建模及传播、数据驱动智能优化、可靠性试验验证、基于MBSE 的可靠性设计等方面需持续开展研究，以期构建以数据驱动、模型主导、仿真试验融合为特征的新一代可靠性设计体系，支撑航空发动机结构可靠性、性能与设计效率的协同提升。